Изменения энергетических показателей в процессе сукцессии. Продуктивность и биомасса.

В ходе сукцессии облик сообщества постоянно меняется. Меняется и функционирование экосистемы.

 

Для того чтобы понять природу экологической сукцессии, представим себе идеальное сообщество, в котором валовая (суммарная) продукция автотрофов в энергетическом выражении точно соответствует энергозатратам, идущим на обеспечение жизнедеятельности составляющих его организмов (в экологии суммарные энергозатраты называются общим дыханием сообщества).

Ясно, что в таком идеальном случае процессы продуцирования уравновешиваются процессами дыхания. Следовательно, биомасса организмов в такой системе остаётся постоянной, а сама система — неизменной, или равновесной.

Если «общее дыхание» меньше первичной валовой продукции, в экосистеме будет происходить накопление органического вещества, если больше — его уменьшение. При избытке ресурса всегда найдутся виды, которые смогут его освоить, при его недостатке — часть видов вымрет. И то и другое будет приводить к изменениям сообщества.

 

Такие изменения и составляют сущность экологической сукцессии.

 

Сукцессия идёт в направлении сдвига потока энергии в сторону увеличения её количества, направленного на поддержание системы, и экосистема стремится к образованию наибольшей биомассы при наименьшей биологической продуктивности.

 

Доказано, что сукцессии сопровождаются повышением продуктивности вплоть до климаксового сообщества, в котором превращение энергии происходит наиболее эффективно.

 

При переходе к климаксному сообществу обычно происходит снижение общей продуктивности. Таким образом, продуктивность в старых лесах ниже, чем в молодых, которые, в свою очередь, могут иметь меньшую продуктивность, чем предшествовавшие им более богатые видами ярусы травянистых растений.

 

По мере прохождения сукцессии всё большая доля доступных питательных веществ накапливается в биомассе сообщества, и, соответственно уменьшается их содержание в абиотическом компоненте экосистемы (в почве или воде). Возрастает также количество образующегося детрита. Главными первичными консументами становятся не травоядные, а детритоядные организмы. Соответствующие изменения происходят и в трофических сетях. Детрит становится основным источником питательных веществ.

 

В ходе сукцессии увеличивается замкнутость биогеохимических круговоротов веществ.

Зрелое сообщество с его большим разнообразием и обилием организмов, развитой трофической структурой и с уравновешенными потоками энергии способно противостоять изменениям физических факторов (например, температуры, влажности) и даже некоторым видам химических загрязнений в гораздо большей степени, чем молодое сообщество.

Однако молодое сообщество способно производить новую биомассу в гораздо больших количествах, чем старое. Ведь в зрелом сообществе, находящемся на стадии устойчивости и стабильности, чистая готовая продукция расходуется в основном на «общее дыхание» растений и животных и может быть даже равна нулю.

Значение для человека

С одной стороны, человек может собирать богатый урожай в виде чистой продукции, искусственно поддерживая молодое сообщество.

С другой стороны (с точки зрения человека), устойчивость зрелого сообщества, его способность противостоять воздействию физических факторов (и даже управлять ими) является очень важным и весьма желательным свойством.

 

Люди, часто в погоне за экономической выгодой, не задумываются о последствиях экологических нарушений. Отчасти это связано с тем, что даже специалисты-экологи ещё не могут дать точных предсказаний последствий, к которым приводят различные нарушения экосистем зрелого типа.

 

Тем не менее, даже тех знаний, которые накоплены экологией в настоящее время, достаточно для уверенности в том, что превращение нашей биосферы в один обширный ковёр пахотных земель таит в себе огромную опасность. Для нашей собственной защиты определённые ландшафты должны быть представлены естественными сообществами.